LTE宽带集群系统中视频调度的研究与应用

1、LTELTE宽带集群系统中视频调度的宽带集群系统中视频调度的研究与应用研究与应用内容介绍：1.1.研究背景与意义研究背景与意义2.LTE2.LTE系统简介系统简介3.TD-LTE3.TD-LTE系统的资源调度系统的资源调度1.研究背景与意义 随着无线通信技术的发展，目前LTE系已经逐渐进入网络建设运营阶段。Internet应用业务的复杂多样性，实时多媒体业务，混合多媒体业务广泛的接入需求和无线通信技术的快速发展，使得移动通信系统3GPP LTE除了满足高宽带的需求，同时也要满足多种新型多媒体业务的服务质量。 与3G移动通信系统相比，LTE系统可以支持多种宽带配置，相应的通信速率和频谱利用率有了

2、较大的提高，同时LTE系统对于分组交换与业务Qos保证有着很高的要求，所以在多用户的小区系统中，如何合理的进行资源调度与分配成为了LTE系统的关键技术。2.LTE系统简介APPNASRRCPDCPRLCMACPHYPDCPPHYMACRLCRRCX2APS1APSCTPGTPUUDPIPNASS1APSCTPIPSGWGTPUUDPIPUE eNodeB MME LTE系统空中接口协议栈示意图 LTE协议架构示意图3.TD-LTE系统的资源调度3.1资源调度的任务 调度在无线资源管理中具有核心支配的地位，调度技术决定整个无线通信系统的效率和质量。调度器根据不同用户数据分组的业务特性，在保证不同

3、业务的Qos，用户公平以及吞吐量性能的前提下，动态地为用户分配相应的无线资源并通过调度信令发送给终端，终端按照指定的调制编码方式以及MIMO模式在指定无线资源上进行数据传输。 资源调度器架构3.2调度算法分析 在分组调度器中，调度算法是核心，它决定依据什么样的调度原则为不同用户分配资源。 3.2.1 调度算法的评价标准： 1. 吞吐量：在满足各用户的Qos的基础上，充分利用信道的时变性，得到多用户分集增益，增加有效业务的传输，提高资源利用率和吞吐量。 2.公平性：网络存在竞争时，各UE能公平的共享网络资源，处于同一优先级的用户获得同样多的网络资源。 3. 用户的满意度：资源调度是要充分考虑不同

4、用户的需求，使所有的用户获得相对满意的服务。 4.算法的复杂性3.2.2调度算法的分类分组调度算法只考虑物理层的信道质量信息的分组调度算法结合物理层信息以及媒体接入控制层缓存队列信息等信息的跨层分组调度算法轮询RR调度算法最大载干比（Max C/I）调度算法比例公平PF调度算法 M-LWDF调度算法EXP调度算法轮询RR调度算法： 轮询调度算法总是按照预定次序为每个用户提供服务，每个用户获得相同的时频资源。 优点：从公平的角度看是一种最公平的调度策略 缺点：未考虑信道状态的信息，系统吞吐量较低，频谱利用率较低。 tICiimaxargk最大载干比（Max C/I）调度算法 该调度算法在选择调度

5、用户时，只选择载干比最大的用户，也就是说始终让信道状况最好的用户占用资源传输数据，能适应无线信道的事变特性，充分利用多用户分集的效果。 公式： 其中k代表优先级，i代表用户优点：获取的吞吐量是吞吐量的极限值，更高的频谱利用率缺点：完全没有考虑用户间的公平性要求，信道条件好的用户获得服务时间多，而信道条件差的用户只能获得很少的时间，甚至可能因长时间为得到服务而被“饿死”。 ttRriiimaxargk比例公平PF算法优先级计算公式： 其中k代表优先级，i代表用户 ； 用户i的瞬时速率，由信道状态信息决定 ：用户i在时间窗 内的平均速率用户i的平均传输速率的更新公式： 时间窗的大小反映了对得不到数

6、据传输机会的承受能力，值越大表示用户能等较长的时间直到其信道条件变好，有利于提升系统的吞吐量。优点：该算法介于RR调度和Max C/I调度之间，在系统吞吐量和用户公平性之间进行了有效折中，也是目前用的较为广泛的调度算法。上述三种调度算法：都只是针对物理层的资源分配，未能考虑更高层的用户Qos. tri tRiTc TrRTRciicittt111 tttWRPiiii tRiM-LWDF调度算法 该算法每个用户i的优先函数尤其当前的传输速率和发送队列中的队首分组等待时间的乘积决定。 公式如下： 其中： ：用户i的队首在t时刻的等待时间 ：任意整数 ：用户i在t时刻的传输速率 当 ， 时，M-LWDF算法可以使用户获得较低的分组超时率 ：用户i所接受实时业务的业务分组超时率上限 ：用户i所接受实时业务的超时期限 tWiiRaiiiDaiilogiiDi DWRRiiiiiittklogmaxargilog-这时调度判决表达式可表示如下： 1. M-LWDF同时考虑了使用归一化的传输速率和归一化的队首分组等待时间进行调度判决，t时刻用户i的归一化时间如果很大即使传输速率较低，也可得到调度，减少分组发生超时概率 2.若归一化的队首分组等待时间不是很大，但传输速率很大，也可获得调度 3. 一项使具有较低的分组超时率上限的用户具有较高的调度优先级优点：支持实时